【研究報告】（自然科学部門）

嗅覚による油の感知メカニズムの解明と脂質異常症の治療への応用高橋弘

奈良県立医科大学先端医学研究機構脳神経システム医科学分野
緒言

雄助教

た（図 1）。匂いの提示方法として、底から 1 cm の高さ

食生活の変化に伴い、油の過剰摂取は、肥満や動脈で切ったエッペンドルフチューブにろ紙（4 cm2）を入硬化などの生活習慣病の原因として、大きな社会問題のれ、匂い物質 40 μL をろ紙に含ませて壁に固定した（図1 つとなっている。油を感知するメカニズムの解明は、

1；拡大写真）。マウスがチューブの断面に鼻先を持って油への嗜好性を抑え、その摂取量を調節する方法を知

いった時間を探索時間と定義し、3 分間の探索時間を計るためにも極めて重要である。興味深いことに、マウ測した。絶飲絶食での匂いの嗜好性実験の場合には、

スは植物油に対して強い嗜好性を示すことが明らかにさ

ケージ順応時間に餌と水を除き、マウスを絶飲絶食状態

1）

れており 、これまでに、味覚により油を感知するメカとした。その後、上記と同様の手順で匂いの探索時間のニズムの存在が、複数のグループから報告されている。

測定を行った。

Laugerette らは、味覚の受容器である味蕾で、植物油を2.

構成する脂肪酸のトランスポーターである CD36 が発現
2）嗅覚喪失マウスを用いた匂いの嗜好性実験することを見出している 。また CD36 欠損マウスではZnSO4 処理による嗅覚喪失マウスの作製は、以下の論

リノール酸や大豆油に対する嗜好性が顕著に低下するこ文を参考に行った6）。マウスの腹腔内に pentobarbitalとが明らかとなっている3）。さらに、中鎖・長鎖脂肪酸を受容する G タンパク共役受容体 GPR40 および GPR120が味蕾で発現し、植物油に含まれるリノール酸やオレイン酸などの脂肪酸を感知して、油に対する嗜好性に関与することも報告されている4）。一方、嗅覚により油を感知するメカニズムに関しては、これまでほとんど研究されていない。そこで本研究では、マウスの嗅覚による油の感知機構に着目して研究を行った。嗜好性テストを行い、マウスが嗅覚により植物油の匂い誘引されることを明らかとした。
実験方法
1.

匂いの嗜好性実験
行動実験には、ICR 系統の 1.5〜2 ヵ月齢の雄マウスを用いた。匂いの嗜好性実験は、以下の論文の方法に若干の変更を加えて行った5）。マウスを新規環境に慣れさせるために、少量の餌と水を備えた床敷のないケージ

図1（D31×W25×H12.5 cm）にマウスを 1 匹ずつ入れ、30 分

匂いの嗜好性実験

嗅覚と味覚の効果を分離するために、マウスが直接匂い物質に触れることができないよう、底を 1 cm 切ったエッペンドルフ
チューブに匂い物質を含ませたろ紙を入れた。匂い物質を入れたチューブは、マウスが動かせないようにダブルクリップを用いてケージの壁面に固定した。

ごとに 4 回新しいケージに交換した（合計 2 時間）。その後、匂い物質をセットした床敷きのない新規のテスト
ケージにマウスを移し、3 分間のマウスの行動を観察し
1高橋弘雄（50 mg/kg）を注射して麻酔した後、両鼻孔にそれぞれ結5％ ZnSO4/PBS を 50 μL ずつ注入した。ZnSO4 処理日か1.

果
マウスの油の匂いに対する嗜好性
味覚と嗅覚の影響を区別するため、マウスが直接匂いら 1 日の回復を待ち、マウスの嗅覚機能が喪失している
7）

ことを嗅覚判定テスト により確認した（ZnSO4 処理後、物質に触れることができないように、匂い物質をエッペ

2 日目）。翌日（ZnSO4 処理後 3 日目）に嗅覚喪失マウス

ンドルフチューブに入れて提示するという実験系を確立を用いて、絶飲絶食での匂いの嗜好性実験を行った。

した（図 1）。水の入ったチューブの匂いを嗅いだ時間（探索時間）をコントロールとし、それよりも探索時間が長ければ、マウスが嗜好性を示す匂いであると定義した。マウスへの誘引作用が報告されているマウス尿を用いて8）、匂いの嗜好性実験を行った結果、雄雌どちらの尿に対しても、雄マウスの探索時間は水と比較して有意に増加した（図 2）。そこで、さまざまな種類の植物油に対するマウスの反応を検討した。サラダ油や大豆油、ピーナッツ油など、実験に用いた植物油のすべてにおいて、コントロールと比較して 1.5〜2.5 倍程度の探索時間の増加が見られた（図 2）。また、あまに油などの植物油でも、同様の誘引効果が観察された。これらの結果か
ら、すべての植物油に共通する匂いの成分の中に、マウスを惹き付ける匂い物質が存在することが示唆された。

図22.

油の匂いに対する嗜好性実験

マウスが植物油に惹き付けられる理由として、普段食さまざまな物質に対するマウスの探索時間を測定した。その結果、植物油の匂いにマウスが誘引されることが明らかとなった。* ＜0.05, ** ＜0.01（水と比較）

図3

絶飲絶食条件下での油の匂いに対する嗜好性

べている餌に植物油が含まれるからであると予想され

嗅覚喪失マウスを用いた匂いの嗜好性実験（A）嗅覚喪失マウスの嗅上皮における OMP（嗅細胞マーカー）による抗体染色 ZnSO4 処理により嗅細胞が死滅していることがわかる（白矢頭）。（B）嗅覚喪失マウスは、通常のマウスと比較して油への探索時間が有意に減少した。マウスが嗅覚により油へ誘引されることが示唆された。
2

嗅覚による油の感知メカニズムの解明と脂質異常症の治療への応用る。マウスの餌は、デキストリンやガゼイン、ショ糖、皮の主に腹側の領域に、オレイン酸の匂いに反応する嗅コーンオイル、ラードなどを原料としており（日本 SLC細胞が存在することが明らかとなった。

株式会社）、これらには植物油の成分が含まれている。
考

そこで、絶飲絶食状態にしたマウスにおいて、油への嗜察好性を検討した。その結果、通常条件に比べて絶飲絶食

本研究において、マウスは多くの植物油の匂いに嗜好

条件下では、植物油であるサラダ油に対する探索時間性を示すことから、植物油に含まれる共通の構成成分にが、およそ 6 倍に増加した（通常条件 3.29±0.37 s、絶飲誘引されているものと予想される。興味深いことに、植絶食条件 19.00±6.53 s）。これら結果から、マウスはサ物油に多く含まれるオレイン酸により、嗅上皮の腹側領ラダ油の匂いを餌の匂いとして認識しているものと考え域の嗅細胞の活性化が見られた。匂いによる先天的な忌られる。

避行動には、嗅上皮の背側領域により感知されることがこれまでに報告されているが5）、本研究により、嗅上皮

3.

嗅覚喪失マウスを用いた匂いの嗜好性実験の腹側領域にある嗅細胞の活性化が、マウスの誘引行動

著者らが行った匂いの嗜好性実験系が、味覚を排除した、嗅覚による嗜好性を調べているのか？

を惹起する可能性が示唆された。今後、嗅覚により油をという点に感じるメカニズムを解明することにより、油への嗜好性ついて、嗅覚喪失マウスを用いて検討した。鼻孔内にを抑え、脂質代謝異常などの治療に繋がるよう研究を進ZnSO4 を注入することにより、嗅細胞を死滅させ、嗅覚めて行きたい。

喪失マウスを作製した

6, 9）。通常マウスと嗅覚喪失マウ
要スを用いて、絶飲絶食条件下において匂いの嗜好性実験約を行い、両者の行動を比較した。その結果、サラダ油に本研究により、マウスは植物油の匂いに嗜好性を示す

対する探索時間が、ZnSO4 処理群では非処理群に比べてことが明らかとなった。また、絶飲絶食状態におかれた有意に短くなった（図 3B；通常条件 3.29±0.37 s、嗅覚マウスは、植物油の匂いに強く誘引されることから、嗅喪失マウス 1.79±0.69 s）。一方、コントロールの水に対覚による油の探知は餌の探索に関与していると考えられする探索時間は、通常マウスと嗅覚喪失マウスとの間でる。嗅覚喪失マウスでは、植物油の匂いによる誘因効果有意な差が見られなかった（図 3B；通常マウス 2.21±は見られなくなることから、嗅覚による油の匂いの感知

0.14 s、嗅覚喪失マウス 2.30±1.41 s）。匂いの嗜好性実が、マウスの誘引行動を惹起することがわかった。

験の後、嗅細胞のマーカーである OMP に対する抗体染謝色を行って、ZnSO4 処理群では OMP のシグナルが消失

辞本研究を遂行するにあたり、助成を賜りました公益財

し、DAPI により染色される嗅上皮の層構造自体も薄く団法人三島海雲記念財団に心より感謝申し上げます。

なっていることを確認した（図 3A）。以上の結果から、
本実験系における植物油による誘引作用が、確かに嗅覚文に依存したものであることが明らかとなった。
4.

献1） M. Takeda, et al.:
, 67, 197–204, 2000.
2） F. Laugerette, et al.:
, 115, 3177–3184,2005.
3） A. Sclafani, et al.:, 293, 1823–1832, 2007.
4） C. Cartoni, et al.:
, 30, 8376–8382, 2010.
5） K. Kobayakawa, et al.:, 450, 503–508, 2007.
6） K. McBride, et al.:
, 28, 659–670, 2003.
7） M. Takeda, et al.:
, 69, 847–854, 2001.
8） J. Weiss, et al.:
, 472, 186–190, 2011.
9） N. S. Nadi, et al.:
, 213, 365–377, 1981.

嗅上皮において植物油の感知に関与するニューロン匂いは、嗅上皮の嗅細胞で識別される。そこで、マウスが嗜好性を示した植物油の構成成分であるオレイン酸をマウスに嗅がせて、嗅上皮における神経活動のマーカーである Zif268 の発現を検討した。その結果、主に嗅上皮の腹側の領域において、OMP 陽性の嗅細胞の一部で Zif268 のシグナルが見られた。以上の結果から、嗅上3